高层建筑结构基础选型和优化设计
高层建筑基础设计与选型
高层建筑基础设计与选型作者:马松来源:《中国房地产业》 2015年第11期文/马松辽宁天实城乡建筑设计咨询有限公司辽宁锦州121000[摘要]高层建筑基础设计直接关系到建筑物的安全和造价,是高层建筑设计的关键一步,如何在满足技术要求的条件下优化设计、合理选型,本文阐述了作者在实际工程中的一些思考方法供同行设计人员参考。
[关键词]高层建筑基础;基础设计;优化设计引言:随着我国经济的高速发展,高层建筑在我国的工程建设中的比重越来越大了,而高层建筑的基础作为高层建筑结构体系的一个重要组成部分,也历来被工程设计人员所重视。
在进行地基基础设计时,选择合理的基础形式、准确的计算直接关系到建筑物的安全和造价。
基础工程的费用与建筑物总造价的比例可为百分之几到百分之几十之间,安全、合理优化的基础方案是至关重要的。
经过多年的设计实践,现将高层建筑基础设计过程中应注意的一些问题总结如下:一、高层建筑基础选型应考虑的因素(一)上部结构设计对基础设计的影响很大,应多角度综合考虑:1、如建筑物体型是否规则,这决定基础应力是否均匀。
2、建筑上部结构形式不同、刚度不同,基础计算模型也不应相同[1]。
3、地下室层数、深度和抗浮水位标高对基础设计的影响。
对基础设计来说,基础的沉降由地基有效压力的增加而产生的,如果地基有效压力不变,则基础不会沉降,如果开挖地下室移去土的重量与增加建筑物重量基本平衡,那么建筑物的沉降量就会很小,如果抗浮水位较高应进行整体抗浮验算,若浮力远远超出建筑物自重,设计时必须采取措施加大结构自重,必要时应采用永久性抗浮锚桩。
这里一定要注意地下水位并不一定是抗浮水位,设计人员一定要明确相关概念,避免错误计算给工程造成安全隐患。
[3](二)充分考虑建筑物所在地的地质条件、持力层情况持力层的承载力和压缩模量是基础选型极其重要的因素。
基础设计一定要从承载力计算和变形计算两方面考虑。
(三)建筑物基础的施工工艺要考虑对周边环境的影响如振动、噪声及施工空间是否可以正常开挖、自然放坡,如施工空间有限则应采取相应的支护措施等;桩基础还要考虑桩的尺寸限制,施工工艺对周边环境的影响以及施工周期等诸多因素。
高层建筑基础的设计选型与应用
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3 柱( 底 轴 力: 前期 基础 的 型式一 般是 通 ) 墙) 设计
大、 水泥 用量 多 、 工难 度 大 , 造 成 基础 工 程 造价 施 都
在整 个工 程 中 比重较 大, 而且 当地 质条 件 复杂 时 , 比 重 还 会增 加 。 因此 , 择合 理 的基 础 形式 是 保 证建 选 筑结 构安 全 、 降低 工程 造价 的一 个有 效措 施 。
高层 建 筑 基础 的设 计 选 型 与应 用
李舒 颜 , 牧 涛
郑州市规划勘测设计研究院(s o 2 4 os )
摘 要 : 要 对 高 层 建 筑 基 础 选 型 与 设 计 的依 据 及 相 关 因素 进行 了分 析 。 工程 建设 中的 几种 常 见 情 况 所 宜 采 简 对 取 的基 础 型 式进 行 了简 单 的 介 绍 。
苴 卜 老 由 挂 皂 甘 晤 巳 敕 休 鸹 牵 k 同 一
框架 框架一 剪力墙
剪 力 墙
பைடு நூலகம்
轻质 墙 轻质墙
混 凝 土 墙
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工程结构基础设计分析与优化
工程结构基础设计分析与优化摘要:随着社会经济发展水平不断提高,人们对建筑物品质及功能性要求更多样性从而造成建筑物复杂性大大增加。
建筑物越复杂造成结构规则性越差,结构基础也复杂,基础在整个结构中造价占比越大,基础优化设计分析更具价值。
关键词:工程;结构基础设计;优化引言随着建筑逐渐向着高度、多功能、多层地下室等方面发展,结构的工程难度逐渐增加,对于基础部分的承载能力有着更高的要求,对于沉降、倾斜、稳定性等方面的控制更加严格。
在建筑结构基础设计过程中,一定要科学合理地进行选型,要对所在区域地质数据进行分析、总结,充分掌握影响建筑结构基础设计的核心要素,了解影响基础设计的关键内容,采取针对性措施提升基础设计水平,从而保障基础设计的安全性、耐久性及经济性。
1工程结构基础设计外部影响因素1.1地质条件是否符合要求设计师在进行建筑物的基础设计工作之前,要认真研读地质勘察报告,了解场地土层分布、地下水埋深、有无不良地质,同时分析勘察报告的内容是否符合规范及是否满足基础设计的要求,对于缺漏的地方要及时反馈地勘单位进行补充勘察。
分析勘察报告后,还要亲自去施工现场进行查勘看看地勘报告是否与实际有出入,同时对其地形、周围的建筑物情况、周围的交通运输情况、排水排污处理情况以及供水供电等进行充分的了解。
相同的建筑物,选择不同的地势环境、不同的地基方案、不同的基础结构,也会对设计其工程造成的施工难易程度产生很大的差别。
一般情况下,应该首先选择施工简单的天然地基,在确保施工质量的前提下,尽量节约资源和资金。
但是难免会遇到地基承载力及稳定性不符合设计需求的情况,对于这种情况要根据其实际可以采用地基处理。
1.2大型建筑物施工环境的影响由于土地有限,现在城市建设中出现了越来越高、地下室层数越多的大型建筑物。
大型建筑物对地基的可承载力要求更高,基坑开挖更深更大,一般天然地基可能无法满足其承载力和沉降量的要求,这时可能就要选择柱基础或进行地基处理做大筏板。
高层结构选型与结构布置ppt课件.pptx
框架侧向变形
2.2.2 剪力墙结构体系
定义:房屋竖向承重结构全部由剪力墙组成。
剪力墙结构平面图
典型剪力墙结构平面布置
剪力墙结构特点
抗侧刚度大,侧移小 室内墙面平整 平面布置不灵活 结构自重大,地震作
我国最高的钢框架结构——北京长富宫,22层,94米
典型框架结构柱网平面布置
典型框架结构剖面示意图
框架结构特点
平面布置灵活,可形成较大的使用空间 施工简便,较经济 抗侧刚度小,侧移大 对支座不均匀沉降较为敏感
框架结构分类
按施工方法不同,框架结构可分为现浇式、装配式和 装配整体式三种。
构的抗扭作用
2.2.4 筒体结构体系
定义:是指由一个或几个筒体作为竖向承重结构的 高层建筑结构体系
筒体结构平面图
筒中筒 多重筒
框架-核心筒 成束筒
特点 筒体结构
框筒-框架 是空间结构, 具有很大的
侧向刚度及
水平承载力,
并具有很好
的抗扭刚度。
目前世界最
高的100幢
高层建筑约
多筒体
有2/3采用 筒体结构。
由于它可以看作是由两级框 架组成,第一级为巨型框架,是 承载的主体;第二级是位于巨型 框架单元内的辅助框架(只承受 竖向荷载),也起承载作用。因 此,这种结构是具有两道抗震防 线的抗震结构,具有良好的抗震 性能。
小框架 巨型梁
巨型柱
上海证券交易所
2.2.6 各种结构体系的 最大适用高度和最大高宽比
平面布置
规则性
平面宜简单、规则 平面长度不宜过长 突出部分宜减小 凹角部分应采取加强措施
高层住宅结构选型和优化设计
高层住宅的结构选型和优化设计摘要:本文在简要介绍高层住宅结构选型的基础上,就如何针对高层住宅选型中的关键因素进行优化给出了几点建议,并对进行优化的必要性进行了讨论。
关键字:高层住宅;结构选型;优化设计abstract: this paper briefly introduces the selection of high-rise residential structure based on how to for high-rise residence of the key factors are optimized selection of some suggestions are given, and the necessity of optimization is discussed.key word: high-rise residential; the structural type; optimization design中图分类号:tu318 文献标识码:a 文章编号:1 引言在顺应人们急剧增长的住房需求下,高层住宅的结构形式从简单的层数和高度增长的基础上,逐步发展到对平面形状和空间体型的复杂化要求。
这不仅要求建筑满足功能多样,建筑风格提高,还要满足城市发展的景观需求。
高层住宅在延续最初的结构形式和框架设计的基础上,还应对建筑中的相关因素进行优化设计,使得住宅不仅满足基本的功能需求外,还能在设计水平上有进一步的提升。
2 控制高层住宅结构选型的关键因素2.1 高层住宅结构中新型材料的选型高层建筑结构材料的发展从最初选用铸铁和钢材作为框架主体材料,演变到使用混凝土材料作为主体框架承重材料,最终结合发展成为采用钢筋混凝土材料并在巴黎的弗兰克林公寓大楼中得到首次应用。
在这几十年的时间里,混凝土钢结构形式并没有得到较快的发展,只是在高层建筑中零散的使用,在看到钢结构的众多优点的同时,因其造价较高和由于建筑物高度增加结构所受内力变换等原因,对性价比高材料的需求不断增加,所以加快对优质建筑材料的研究、开发和选型也成了建筑业发展的重点方向。
高层建筑的结构设计和选型
高层建筑的结构设计和选型伴随着我国的经济不断发展,我国的城镇化建设进一步推进。
我国的城市中不断会出现高层建筑工程。
文章主要针对高层建筑的结构设计及相关的选型进行详细地阐述和分析,希望通过文章的阐述和分析,能够为我国高层建筑工程的发展贡献力量,同时也希望为我国推动城镇化建设贡献微薄力量。
标签:高层建筑;结构设计;结构选型;特点在我国的高层建筑中,关于高层结构的具体建筑体系非常的关键,选择恰当的高层结构来进行高层建筑施工能够为高层建筑工程有效地节约建筑成本,同时还能够为高层建筑提升建筑进度,最重要的是要保障高层建筑的建筑质量。
伴随着我国一系列社会功能的提升,我国对高层建筑工程的要求也在不断地提升。
对于高层建筑的使用功能和高层建筑的外观效果都有着非常高的要求。
因此我国要在高层建筑的结构设计及相关的选型问题上下功夫,要既满足人们对于高层建筑的性能要求,同时还要满足建筑工程的质量要求。
在质量上一定要达标。
1 我国高层建筑工程中的具体结构布置要求及相关原则关于我国高层建筑工程中的具体结构布置要求及相关原则的阐述和分析,文章主要从两个方面进行阐述和分析。
第一个方面是我国高层建筑工程结构布置中的平面布置方式。
第二个方面是我国高层建筑工程结构布置中的立体布置方式。
下面进行详细地阐述和分析。
1.1 我国高层建筑工程结构布置中的平面布置方式高层建筑的结构设计中平面布置要遵循简单,具有一定的规则,要求质心及钢心尽可能地重合为一点。
一旦高层建筑在结构上出现偏心现象就有可能导致整体结构出现扭转效应,导致结构中的构件一定程度的位移,出现应力集中的问题。
高层结构平面不应该具有较长的突出部分。
结构中的扭转力是否符合要求,我们可以通过结构的设计计算及设计验算来校核。
高层建筑中的结构最远处的质心位移和中心位置的质心位移正常情况下的比值是1比1.1,如果超出了这个数值,我们基本可以认定高层建筑的平面结构布置不合理,需要重新进行设计计算。
论高层建筑结构中基础设计
论高层建筑结构中的基础设计摘要:高层建筑结构设计中,基础设计方面尤其重要。
所谓“地基不牢地动山摇”,基础如果不打好,那么建筑物就会出现严重问题!轻则建筑出现裂缝,严重可导致整个高层建筑倾塌。
本文依据已有的工程实践,进行了初浅的介绍,以供设计人员参考。
关键词:高层建筑;结构设计;基础;问题中图分类号: tu318 文献标识码: a 文章编号:在经济迅速发展的今天,高层建筑成为城市空间利用的重要角色,同时,迅速发展的高层建筑也给设计师提出了诸多新的挑战。
高层建筑的基础作为高层建筑结构体系的一个非常重要的部分至关重要。
高层建筑基础选型基础工程设计中的关键问题是如何根据各个地区地质条件的差异,来选择安全经济的基础形式。
一般情况下,高层建筑应需考虑以下几种条件:①高层建筑基础应支承在坚固或均匀的地基上,应充分考虑到持力层以及下卧层的稳定性,不宜在同一栋建筑采用多种类型的基础形式;②高层建筑基础应保证基础本身的强度要求,同时,基础上部传递的荷载分布应达到最大的均匀;③高层建筑基础应满足上部结构的正常使用要求;④高层建筑基础应满足相关构造要求,如高层建筑箱基的埋置深度和高度,基底平面形中心应与结构竖向静荷载重心重合,对偏心距的要求、沉降控制等;⑤高层建筑基础一般埋置较深,在施工过程中,为了保证施工过程中的安全和质量,高层建筑的基础应充分考虑到深基坑开挖和地下水抽排对周围建筑物的影响。
高层建筑在设计基础时一般采用筏板基础、桩筏基础、箱形基础等,具体选择哪种基础形式是基础设计考虑的首要问题,设计工作的过程可以遵循以下几步进行。
首先,充分掌握施工场地的岩土勘报告,根据场地的地层分布及各层地基承载力特征值确定明确的持力层;其次根据持力层的位置及建筑专业确定的上部结构类型、层数、地下室层高初步选定基础形式,并核查是否满足该种基础形式的基本要求;最后根据上部结构的荷载及地基承载力特征值进行基础估算,同时要考虑持力层下是否有软弱下卧层、基础施工的工艺方法、邻近建筑物基础的影响等。
高层建筑基础设计的选型与一般要求
高层建筑基础设计的选型与一般要求梁金胜(广州市住宅建筑设计院有限公司广东广州510623)摘要:随着高层建筑在我国的工程建设中越来越普遍,高层建筑基础作为高层建筑结构体系的一个重要组成部分,也日益被业内人士所重视,那是因为高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用,在设计时,应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑,选择合理的基础形式。
经过技术经济比较,严格遵照国家有关规范进行设计,才能得出较经济合理的方案。
关键词:高层建筑,基础设计选型;设计要求Abs tract:wit h t he hig h-ris e bu ild in g s in o ur coun try is be com ing more an d more co mmo n inen gin ee ring con st ructio n,hig h b uildin g fou nd atio n as a h igh b uild ing structu re o f the syste m is an importan t pa rt o f th e indu s try wa s also in creas ing ly atten tion,that is becaus e h igh bu ildin g fou n dat ion will bear the su pers tru cture of loa d tra ns fer to th e impo rt an t role o f foun d at ion,in the d esign,sh ou ld will s upe rs tru ctu re and fo und atio n a nd fou nd atio n collaborativeco ns ideratio n,s elect the re aso nab le fou nda tion form.After techn ical an d e co no mic com p aris on, strictly comp ly wit h t he re levant sta te re gulat ions,carry ou t th e des ign,can we re ach a m ore reas ona ble schem e.K e ywo rd s:high b uild ing,bas ic d esign selection;Desig n re quirem ent s中图分类号:[TU208.3]文献标识码:A文章编号:引言高层建筑中基础工程的设计与施工对高层建筑本身及其周围环境的安全至关重要,其造价与工期对高层建筑总造价和总工期有举足轻重的影响。
高层建筑基础设计重要性及基础选型探究
高层建筑基础设计重要性及基础选型探究作者:张延涛来源:《城市建设理论研究》2012年第28期摘要:近年来,随着高层建筑在我国的工程建设中越来越普遍,高层建筑基础作为高层建筑结构体系的一个重要组成部分,也日益被业内人士所重视,在设计时,应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑,选择合理的基础形式。
关键词:基础;设计;选型Abstract: In recent years, with high-rise buildings are becoming more common in the engineering construction, the basis of the high-rise building as an important part of the structural system of high-rise buildings, are also increasingly important insiders, in the design should be the upper part of the high-rise building structure, the basis and foundation of collaborative consider reasonable form the basis.Key words: foundation; design; selection中图分类号:TU2文献标识码:A前言:高层建筑的建造过程中,其建筑负荷全都由地层来承担,影响建筑物负荷的那部分地层被称之为地基,向地基传递负荷的下部结构被称为基础。
近年来,在工程的整体设计上,一般认为施工难度较大的部分,在于建筑的上层结构,其实这是一种错误的认识,高层建筑地基基础才是施工中的重点。
地基基础是工程基础建设质量的重要保障。
为了确保地基基础的安全性,就必须对它加以研究。
一、高层建筑基础设计选型的重要性1、高层基础如果设计方法不对或者选型不当,将严重影响建筑物的安全性。
高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计
高层建筑结构选型设计及建筑结构优化设计摘要:在高层建筑中,由于其结构选择与设计管理是一项十分繁杂的工作,因此对其进行研究显得尤为重要。
在进行建筑结构设计时,必须保证设计计划的科学性和合理性,同时,在进行设计时,必须综合考量建设项目的各个建设阶段,从而提高设计计划的品质。
本文针对这一现状,就高层建筑的结构选择和结构的优选等问题作了一些探讨,为今后的工程实践提供了借鉴。
关键词:高层建筑;结构选型;优化设计1高层建筑结构选型分析1.1框架结构该体系由梁、柱和楼板等组成,梁和柱之间的刚接构成主梁,并根据建筑物的用途进行布置,其特点是自重轻,整体性能好,造价低廉,轴网布置灵活,空间利用率高,便于施工。
由于其薄弱环节:其抗侧移刚度较小,地震时水平位移较大,节点处应力集中,易受不均匀地基沉降影响,且建筑高度有限。
从框架结构抗震分析的结果可以看出,随着高度的提高,底层柱子轴力、水平荷载产生的弯矩和侧移会显著提高,而这会造成柱子截面面积和配筋过大,从而对其空间利用率和经济效益产生了不利的影响。
因此,在实际生活中,框架结构在地震作用下,会出现非结构性损坏的情况比较多,因此,适宜应用于10层或以下房屋建筑,如住宅、学校、办公楼等房屋,宜采用钢筋混凝土框架结构,地震设防烈度8度、设计基本地震加速度≥0.30 g、且层数大于5层的房屋,不宜选用钢筋混凝土框架结构。
对于大型公共建筑,多层工业建筑,以及大型商场,体育馆,火车站,剧院,展览厅,飞机库,停车场等一些特别的建筑,建议使用钢架。
1.2框架-剪力墙结构它是将框支和剪力墙两种形式组合起来,并在框支中配有合适的剪力墙。
在整体结构中,剪力墙板承受最多的横向荷载,而垂直荷载则以框架为主,二者在结构中具有明显的分工。
框剪结构通常适用于35层之下的楼房,若设计得适当,还可设得较高。
其中,剪力墙的布置地点通常是在电梯室,它通过核心筒来发挥对水平荷载的承受力,它的优点是:地震性能好,整体结构相对稳定,与框架结构相比,它在水平荷载力和侧向刚度方面都有了一定的提高,它在布置上也比剪力墙结构更加灵活,它更适合于10层至20楼之间的办公楼、教学楼等。
高层建筑地基处理与基础选型
高层建筑地基处理与基础选型目录高层建筑地基处理与基础选型1一、引言一、引言3二、地基的处理方法3三、高层建筑基础选型61高层建筑基础选型的主要依据62 高层建筑基础选型应考虑的因素 5 3岩土工程勘察在高层建筑基础选型与设计中的作用与要求8四、常见基础设计9桩基础9后浇带设计10五、结语12摘要:本文就生活中常见的高层建筑地基处理和基础选型作简要的分析,并对常用的基础类型提出基础设计中的注意事项。
关键字:地基处理基础选型桩基设计一、引言基础是建筑物和地基之间的连接体。
基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。
从平面上可见,竖向结构体系将荷载集中于点,或分布成线形,但作为最终支承机构的地基,提供的是一种分布的承载能力。
如果地基的承载能力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同。
但有时由于土或荷载的条件,需要采用满铺的伐形基础。
伐形基础有扩大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价通常要高的多,因此只在必要时才使用。
不论哪一种情况,基础的概念都是把集中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载力。
因此,分散的程度与地基的承载能力成反比。
有时,柱子可以直接支承在下面的方形基础上,墙则支承在沿墙长度方向布置的条形基础上。
当建筑物只有几层高时,只需要把墙下的条形基础和柱下的方形基础结合使用,就常常足以把荷载传给地基。
这些单独基础可用基础梁连接起来,以加强基础抵抗地震的能力。
只是在地基非常软弱,或者建筑物比较高的情况下,才需要采用伐形基础。
多数建筑物的竖向结构,墙、柱都可以用各自的基础分别支承在地基上。
中等地基条件可以要求增设拱式或预应力梁式的基础连接构件,这样可以比独立基础更均匀地分布荷载。
如果地基承载力不足,就可以判定为软弱地基,就必须采取措施对软弱地基进行处理。
软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基。
在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时,应按局部软弱土层考虑。
某高层住宅项目基础选型分析
某高层住宅项目基础选型分析摘要:建筑基础作为建筑物的重要组成部分,是我们设计人员需要特别注重的地方。
针对不同的场地条件,选择合适的基础形式尤为重要。
本文通过某高层住宅项目的实际案例分析,结合勘察资料,对常见的几种基本方案进行过程分析,通过经济性与合理性对基础选型做出建议,与各位同行设计人员共同探讨学习。
关键字:基础选型;管桩基础;复合地基;结构设计引言:随着我国经济的不断发展,高层住宅建筑大量涌现,面对不同的建筑,设计人员需要考虑的方面也越来越多。
在设计的过程中,基础设计往往是结构设计最先开始的,基础的选型,不仅要保证结构的安全性,也要兼顾经济的合理性,同时还要考虑不同的基础形式对施工的难度以及进度的影响。
因此,设计初期对基础的选型分析以及经济性、合理性评估是非常有必要的。
一、工程概况本项目为广东省台山市某高层住宅项目,共12栋高层,3种户型。
其中1、2、3、5、6栋建筑高度为93.6m,7栋建筑高度为62.9m,8、9栋建筑高度为71.95m,10、11栋建筑高度为94.40m,12、13栋建筑高度为74.7m,均为剪力墙结构。
本项目含一层地下室,场地西面路标高为5.1~5.11m,东面道路面标高为4.60m,南面场地外住宅地面标高为5.40m左右,北面场地标高约为5.0m,场地内室外地面标高为5.90m,地库顶板结构标高为4.80m,地库顶板周围土体约束良好,形成完整地下室。
从场地标高选取本项目抗浮设防水位为西面5.0m/东面4.6m。
二、勘察资料简介各土层桩侧土摩阻力特征值如下:①层杂填土(松散)为10kPa;②-1层冲积粉质粘土(可塑)为24kPa;②-2层冲积中细砂(松散)为10kPa;②-3层冲积粉质粘土(可塑)为24kPa;②-4层冲积中粗砂(中密)为30kPa;③层粉质黏土(硬塑)为40kPa;④-1层全风化粉砂岩为50kPa;④-2层强风化粉砂岩为80kPa;④-3层中风化粉砂岩为5000kpa。
论高层建筑结构选型的要点
论高层建筑结构选型的要点随着城市化进程的加快,高层建筑越来越成为城市建设的重点。
高层建筑的结构选型直接关系到建筑的安全性和可持续性,因此在高层建筑设计中,结构选型是非常重要的一步。
本文将从以下几个方面讨论高层建筑结构选型的要点。
一、建筑地基及基础建筑地基及基础是支撑建筑物的基础,其必须满足强度和稳定性要求。
因此,为确保高层建筑的安全性,必须对该建筑所处的地质条件进行详细考察,并根据具体情况选用适当的基础形式。
当然,在选用基础形式的同时还需要考虑到施工和维护的方便性,以及对周边环境的影响等问题。
二、选用合适的材料高层建筑所选用的材料必须符合强度、耐久性、耐腐蚀性等要求,同时也要考虑到建筑的造价和可持续性。
在大多数情况下,高层建筑所使用的主要材料是钢筋混凝土、钢结构和玻璃幕墙等,但随着科技的不断发展,新型的建筑材料也在逐渐被引入。
三、考虑抗震和风荷载抗震和风荷载是影响高层建筑结构选型的两个重要因素。
在地震和飓风等自然灾害发生时,建筑物所承受的力量将极大地增强。
因此,设计者必须在建筑的结构设计中充分考虑抗震和风荷载的因素,以确保建筑物能够在强烈的地震和飓风中保持稳定的结构和建筑安全。
四、灵活性和可扩展性随着城市化的加剧,高层建筑的使用需求也在日益增加。
因此,在结构设计中考虑到灵活性和可扩展性需求会对建筑物的使用具有极大的帮助。
在设计高层建筑时,应考虑到其未来的扩展和改造需求,以减少成本和时间成本,最大化利用建筑物的使用价值。
五、环保和可持续性随着全球环保问题的不断升级,高层建筑的可持续性也成为大家关注的焦点。
因此,在结构选型过程中,应充分考虑到环保和可持续性的因素。
例如,选择可再生材料来构建建筑物,以及在施工和使用过程中节约能源、减少二氧化碳排放等措施都是可以采取的。
以上是论高层建筑结构选型的要点,结构选型是高层建筑设计中很重要的一步,建筑设计者需要全面考虑建筑的强度、安全性、维护性、环保性和可持续性等因素。
简析高层建筑结构筏板基础选型及设计 宋初荣
简析高层建筑结构筏板基础选型及设计宋初荣摘要:基础设计对于结构工程师来说是最难的问题之一。
筏板基础作为常见的基础形式之一,主要应用于高层建筑,适用于地基土质差,或建筑物要求基础有足够的刚度来调节不均匀沉降。
随着我国经济建设形势及科技的迅猛发展,高层建筑的建设呈现出数量大,层数多,结构体系新颖,计算理论和施工方法不断更新的趋势。
高层建筑的受力复杂,对基础的强度、刚度和稳定性的要求也更加严格。
本文阐述了筏板基础埋深及承载力的确定、筏板基础的结构设计,对今后类似项目的基础设计提供了一定思路和方法,具有一定的参考价值和借鉴意义。
关键词:高层建筑;建筑结构;筏板;基础设计高层建筑的水平荷载和垂直荷载数值都比较大,伴随着建筑层数的增加,其水平荷载产生的剪力大大增大,导致引起的倾覆力也成倍增长,这样就导致高层建筑的受力更为复杂。
要求地基能够提供更高的水平承载力和竖直方承载力,同时将沉降量及倾斜度控制在合理范围内,那么就要选择与其要求相对应的理论方法和基础形式,对高层建筑结构的基础设计就尤为重要,在整个建筑体的结构中起着举足轻重的作用,其中核心是对结构中筏板基础的设计。
筏板基础是指当建筑地基比较软弱、承载力低、上部结构的负荷承载量大且十字型基础不能提供足够底面积时,可以采取的一种建筑结构基础设计方式,对筏板基础有效合理的设计能够为提高整个建筑体结构的安全性提供基础保证,同时也是关于到建筑整体质量的基础。
1、工程地质概况本工程场地内基岩埋深较浅,其中强风化岩埋深基本在5~6m左右,承载力标准值,kPa≥500kPa,地下室底板面相对标高为4.5m,因此如采用厚板片筏基础,底板将基本落在强风化岩上,可以利用强风化岩作为筏板持力层,小部分落在残积土层的可用C10混凝土换填。
筏板基础的整体刚度好,可以调整基础的不均匀沉降,施工简便,能有效缩短工期,且本工程柱荷载相差不太大,也有利于减少基础的不均匀沉降,并且降低工程造价。
高层建筑基础类型选择
高层建筑基础类型选择在城市的天际线上,高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠,展现着现代建筑的魅力与实力。
然而,要让这些高耸入云的建筑稳固矗立,其基础类型的选择至关重要。
就如同建造一座大厦需要坚实的地基一样,高层建筑的基础不仅要承载巨大的重量,还要应对各种复杂的地质条件和环境因素。
高层建筑基础的主要类型包括桩基础、筏板基础、箱型基础等。
每种基础类型都有其独特的特点和适用条件。
桩基础是一种常见且应用广泛的基础形式。
它就像是把建筑的重量通过一根根深入地下的桩传递到坚实的地层中。
桩基础可以分为灌注桩和预制桩。
灌注桩是在施工现场直接钻孔,然后灌注混凝土而成。
这种桩可以适应各种复杂的地质条件,但其施工过程相对复杂,质量控制难度较大。
预制桩则是在工厂预先制作好,然后运输到施工现场进行打入或压入。
预制桩的质量更容易保证,施工速度也较快,但对施工场地的要求较高。
桩基础适用于地质条件较差、土层承载能力较弱的情况。
比如在软土地基上,桩基础能够有效地将建筑荷载传递到深层稳定的土层或岩层中,确保建筑的稳定性。
而且,当建筑需要承受较大的水平荷载(如风荷载、地震荷载等)时,桩基础也能发挥出色的抵抗作用。
筏板基础则像是一块巨大的平板,将整个建筑的底部覆盖住。
它能够有效地分散建筑的重量,使地基受力更加均匀。
筏板基础适用于地基承载力相对较好、但建筑占地面积较大的情况。
在一些地质条件比较均匀、土层压缩性较小的区域,筏板基础可以提供足够的稳定性。
箱型基础则是一种比较特殊的基础形式,它是由钢筋混凝土顶板、底板和纵横交错的隔墙组成的一个封闭箱体。
这种基础具有较大的刚度和整体性,能够有效地抵抗不均匀沉降。
箱型基础适用于对沉降要求非常严格、或者需要在基础内部设置地下室等空间的高层建筑。
在选择高层建筑基础类型时,需要综合考虑多个因素。
首先是地质条件。
地质勘察报告是选择基础类型的重要依据。
如果土层的承载能力较强,那么可能选择筏板基础就能够满足要求;如果地质条件复杂,存在软弱土层或岩层起伏较大,那么桩基础或箱型基础可能更为合适。
高层建筑结构体系分析及地基基础选型决策研究
高层建筑结构体系分析及地基基础选型决策研究[摘要]目前我国高层建筑设计领域,由于设计人员忙于应付大量的具体工作,不够重视结构经济性问题,导致同一工程不同的设计方法其土建造价差别很大,造成不必要的浪费。
这对于经济实力并不发达中国来说是一个急待解决的问题。
[关键词]高层建筑结构体系分析地基基础选型决策中图分类号:[tu355]文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)21-0000-010.引言近二十年来,出现了一些新的结构体系,例如伸臂结构、悬挂结构、巨型框架结构和巨型桁架结构等。
高层建筑结构体系的类型越来越多,各种体系型式各有其适用高度范围和优缺点。
如何进行结构选型及相应的地基基础设计,正日愈成为广大设计人员所关注,并已逐步成为研究的焦点。
1 对于高层建筑结构体系的选型分析1.1 高层建筑的结构材料划分(l)钢筋混凝土结构材料的优势在实际应用中,钢筋混凝土结构由于结合了钢筋和混凝土两种材料的特性,在各个行业应用极为广泛,并具有一系列的经济特性,比如取材丰富,造价水平较低,耐久性以及耐火性能比较高等优势,有利于各个行业目的的实现。
(2)钢结构体系的规划钢结构具有一系列的优点,比如高强度,高抗震性能等,这一系列的特点使其结构材料拥有较高的造价水平,同时钢材料也有一系列劣势,如容易被腐蚀,日后的维修费用高,防火性能比较差,技术施工技术复杂难懂等问题。
(3)钢混结构体系的应用在实际建设项目中,为了达到钢筋混凝土的综合最有效利用,还要搭配其他一系列结构构件,比如钢混结构中的钢构件,这两者之间可以相互取长补短,达到适用性的目的。
这两者的结合不仅拥有钢构件的强度高、跨度空间大等优点,也具有钢筋混凝土抗震承受力强等特点。
因而钢混结构对于现实应用项目具有重要的应用意义。
钢一混凝土的组合结构相关体系钢混结构通常包括钢混凝土结构以及钢管混凝土结构。
钢混凝土的结构是混凝土内部包含的相关的型钢混凝土结构,钢管混凝土是指在钢管中形成的填充混凝土。
深圳某高层建筑结构优化建议报告
深圳某高层建筑结构优化建议报告摘要:作为第三方优化审查咨询单位,对深圳某高层建筑现有施工图,对桩基选型、墙柱、梁、板整体结构进行优化设计,为业主大大节省工期和造价,取得很好经济效果。
关键词:桩基选型、梁板墙柱优化设计,结构优化,第三方审查,地产设计管理一、工程概况本项目为希玛大湾区总部,框架剪力墙结构,地上13层,地下2层,总高度为59m,总建面约3万平米,位于深圳市坪山区坪联路与沿河路交汇外西南侧,拟建场地现状为空地,场地中间低四周高,场地高差约4.04m。
场地类别为Ⅱ类,场地位于抗震设防烈度Ⅶ度区,设计基本地震加速度0.10g,设计地震分组为第一组,特征周期0.35s。
二、地质情况根据钻探揭露,场地内地层自上而下依次为:第四系人工填土层、第四系冲洪积层、第四系溶蚀堆积物,下伏基岩为微风化石炭系石灰岩,其中石灰岩层顶埋深38.60~89.00m。
三、桩基础选型经济性对比分析现有图纸桩基础采用旋挖灌注桩,经研究分析本工程可考虑采用预制管桩基础,两方案对比分析如下:结论:建议本工程旋挖桩基础改成预应力管桩基础,初步估算可节省造价约820万。
四、地下室部分1.结施02(底板及承台平面图):说明第2条底板厚度700偏厚,通长配筋率0.3%偏大,建议通长筋按规范要求0.2%,再按计算要求另加配筋,节省造价。
2.结施03(承台配筋大样图):承台面筋即3、4号钢筋偏大应利用底板通长面筋代替,节省钢筋;CT1-3~6均为单桩承台,承台厚度因由柱抗冲切控制,厚度1.5m偏厚建议1.2m,配筋率0.25%也偏大建议严格按照0.2%控制配筋;承台平面尺寸4.0mX4.0m偏大,一般为2.8mX2.8m,建议复核计算书。
五、墙柱部分1.结施04(负二层~负一层板面墙柱布置图):根据《广东省高规》7.1.4条,嵌固端为首层板,负二层墙柱可不算底部加强部位,剪力墙边缘构件可按构造边缘构件配筋,剪力墙身配筋可按非底部加强部位配筋降低含钢量。
论高层建筑结构中的基础设计
论高层建筑结构中的基础设计摘要:基础在高层建筑结构中是重要的组成部分,不仅建筑物的安全性方面起到至关重要的作用,在造价和施工工期上也起到非常大的影响。
所以设计者在设计过程中,要根据地地质资料、荷载、结构类型、施工条件、施工材料等等因素做到全方位的考虑,使设计的基础即安全实用,又经济合理,同时也能方便施工。
文章主要是从基础设计的合理性,分析方法,适用类型,部分优化来进行论述。
关键词:高层建筑;基础结构;设计与优化中图分类号:[tu208.3] 文献标识码:a 文章编号:一高层建筑基础设计的现实意义1.1安全性地基和基础位于地面以下,系隐蔽工程。
它的勘察、设计和施工质量,直接影响建筑物的安全。
设计时保证与之上部结构相适应的基础选型是影响结构安全的重要因素。
如果建筑在基础选型设计上与上部结构不相适应、与所处的地基条件不协调、与上部结构不能在整体上协同受力等,有可能造成建筑物的不均匀沉降、建筑物开裂或倾斜甚至倒塌等严重后果。
一旦发生质量事故,补救和处理往往很困难,甚至是不可能的。
所以,高层建筑基础设计的现实意义。
1.2经济性基础形式设计合理有利于工程造价的降低。
地基基础工程的造价和施工工期在建筑总造价中所占的比例与多种因素有关,在建筑工程造价中基础工程占有的比重可达到25%左右,有时由于地质、结构的复杂性、施工条件等,则基础造价更高。
保证结构安全性前提下,合理的基础选型,尽量降低工程造价。
1.3时间性基础形式的合理有利于缩短施工工期。
据相关统计,基础工程的施工工期可占到土建工程总工期的约30%左右,因此,在当今经济飞速发展的大时代背景下,基础形式的合理选择对缩短施工工期具有重大意义。
二勘察成果在高层建筑基础设计中的影响及采取的措施上部结构与地基、基础按整体共同作用的分析方法是目前最理想的。
在上部结构与地基、基础之间可对满足接触点的静力平衡和接触点的变形协调同时满足,即将把其看成彼此协调的整体来进行分析。
高层建筑基础选型
引言概述:高层建筑的基础选型是建筑设计和施工过程中的重要环节,关系到建筑的稳定性和安全性。
在高层建筑基础选型中,相比于第一部分,本文将重点介绍更多的选型因素,包括地理条件、土壤状况、建筑类型、施工技术和成本等方面。
通过深入研究和分析这些因素,有助于指导工程师和设计师在选取适当的基础类型和施工方法上做出科学合理的决策。
正文内容:一、地理条件的考虑1.气候条件:不同气候条件对基础选型有着重要的影响。
极寒地区可能需要采用深基础,而高温多雨地区可能需要考虑防水设计。
2.地理地质特征:地震频发地区需要选取抗震能力较强的基础形式,而水土流失严重的地区则需要考虑防止基础沉降。
二、土壤状况的分析1.土壤承载力:通过进行土壤勘测,评估基础所在土壤的承载力,以确保基础能够满足建筑物的荷载要求。
2.地下水位:地下水的存在会对基础选型造成影响,需要考虑采取防护措施以避免基础浸泡在水中导致沉降或侵蚀。
三、建筑类型的选择1.高层钢结构建筑:具有较高的强度和刚度,适用于基础相对较小或地下空间有限的场景。
2.高层混凝土结构建筑:适用于基础较大且有更多的可供利用的地下空间的场景,也具有较好的保温性能。
四、施工技术的选择1.连续灌注桩:适用于地层较好,承载力要求较高的场景。
2.钻机桩:适用于地质条件较差,土壤湿度较高的场景。
3.人工挖孔桩:适用于土层较松散,孔壁塌方风险较大的场景。
五、成本评估1.基础施工成本:不同基础类型的施工成本会有所差异,需要综合考虑花费在基础上的预算以及建筑的规模和用途。
2.维护成本:不同基础类型的维护成本也会有所不同,需要综合考虑基础的耐久性和寿命。
总结:高层建筑基础选型是一个综合考虑多个因素的复杂问题。
在选型过程中,我们需要全面地分析地理条件、土壤状况、建筑类型、施工技术和成本等因素。
只有在科学分析的基础上做出合理的决策,才能确保高层建筑的稳定性和安全性。
因此,在规划和设计高层建筑基础时,需要与专业工程师和设计师密切合作,充分利用现代技术手段进行预测和模拟,确保选择适宜的基础类型和施工方法,从而为高层建筑的建设提供可靠的基础保障。
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浅谈高层建筑结构基础选型和优化设计摘要:高层建筑基础承担着将高层建筑上部结构的荷载传递给地基的重要作用,在设计时,应将高层建筑上部结构、基础与地基协同考虑。
在地震区,凡是地基基础好的,建筑结构所受到的破坏就轻,危害就小,否则就破坏严重。
在工程质量事故中,如果基础工程出现质量问题,补救起来相当困难,还会给工程造价和工期带来较大的影响。
所以,在进行地基基础设计时,除了保证基础本身应具有足够的强度和刚度外,还应考虑地基的强度、稳定性及变形的要求,为使基础设计更合理,应综合考虑上部结构、基础和地基的共同作用。
关键词:高层建筑结构选型结构设计the high-rise building foundation will bear the superstructure of load transfer to the important role of foundation, in the design, should will superstructure and foundation and foundation collaborative consideration. in earthquake zones, all good foundation, building structure damage by light, the harm is small, or destroyed. in the engineering quality accident, if the foundation engineering appear quality problem, remedy is very difficult, still can give a project cost and time limit for a project to bring greater effects. so, in the foundation design, in addition to ensure that the foundation itself is should have enoughintensity and stiffness outside, still should consider the foundation intensity, stability and deformation requirement, to make the foundation design more reasonable, should be taken into account the upper structure, foundation and foundation work together.keywords: high building structure selection structure design中图分类号:s611文献标识码:a 文章编号:前言高层建筑基础的重要性,表现在基础形式的多样性和影响因素的复杂性。
在一些地质条件差的地区,基础的设计与施工涉及面广,它不仅与上部结构和基础本身有关,还与地基土的性质、水文条件、周围环境等因素相关。
基础工程在雨季施工时,也会给施工增加很多困难,还会造成一些局部的返工,土建工程拖延工期往往就和基础工程进度有关。
因此,选择合理的基础形式对缩短施工工期也是具有重要意义的。
1 高层建筑基础选型时应考虑的因素高层建筑基础设计比一般建筑基础要更复杂,总的来说,它具有荷载大、埋置深及要求严的特点,在选择基础型式时与建筑物的使用性质、上部结构类型、地质情况、抗震性能、对周围建筑物的影响及施工条件等有密切的关系。
在一般情况下,在基础选型与设计时应考虑以下因素:1.1 当上部结构为框架结构、无地下室、地基较好、荷载较小、柱网分布较均匀时,可采用柱下独立基础。
在抗震设防区,其纵横方向应设连系梁,连系梁可按柱垂直荷载的10%引起的拉力和压力分别验算。
1.2 当上部结构为框架或剪力墙结构、无地下室、地基较差、荷载较大时,为了增加基础的整体性,减少不均匀沉降,可选用十字交又钢筋砼条形基础或桩基,如仍不能满足要求,又不采用桩基或其他人工地基时,可以选用筏基。
1.3 当上部结构为框架或剪力墙结构、有地下室、上部结构对不均匀沉降限制较严、防水要求较高时,可选用箱基。
1.4 当上部结构为框一剪结构、无地下室、地基条件较好时,可采用十字交叉钢筋砼条形基础或筏基。
1.5 当上部结构为框一剪结构、有地下室、无特殊防水要求、柱网、荷载及开间分布比较均匀、地基较好时,可选用十字交叉刚性墙基础。
1.6 筏基上柱荷载较小或中等、柱距较小且等距的情况下宜采用无梁筏板基础,当柱荷载相差大且柱距又较大时,宜采用梁板式筏基。
1.7 当地基较差或很差时,采取上述各类型基础仍不能满足设计时,可选用桩基或其他有效的人工地基。
1.8 高层建筑如遇下列情况,与深基础或其它人工地基相比较经济,且施工条件又可能时,可采用桩基。
2 对高层建筑基础设计方法的简要评述目前,最理想的分析方法是上部结构与地基、基础共同作用的分析方法,这种方法中地基、基础、上部结构之间同时满足接触点的静力平衡以及接触点的变形协调两个条件,即将上部结构、基础和地基三者看成是一个彼此协调的整体。
这种从整体上进行相互作用的分析方法难度较大,计算量庞大,对计算机的性能及存储量要求较高,只在较复杂或大型基础设计时,按目前可行的方法考虑地基基础上部结构的相互作用。
然而,这种考虑上部结构与地基基础共同作用的分析方法也不是完美无缺的。
它同样需要采用种种假定,也不能避免各种地基模型的固有误差;并且上部结构的刚度形成存在滞后,因为上部结构的刚度在建造过程中是逐层形成的,在考虑上部结构边界刚度对基础的影响时,这一滞后过程能否被真实模拟也会对分析结果的准确性产生影响。
共同作用分析方法的进步之处仅在于它考虑了上部结构的刚度而已。
目前,对于一般基础的设计,采用的仍然基于经典结构力学和弹性力学的常规设计方法。
这种方法简便快捷,对于单层排架结构一类的上部柔性结构以及地基较好的独立基础,能够得到较满意的结果;对于高层剪力墙结构下箱形基础置于一般土质天然地基这种情况,简化计算结果也能满足要求。
但是,对于钢筋混凝土框架这类对地基沉降较敏感的结构,计算结果与实际不同;对于软弱地基上的条形基础,按这种方法计算与实际差别也较大。
3 对高层建筑基础设计的建议3.1 对高层框架结构基础设计的建议对于高层框架结构,随着层数的增加,作用在基础上的柱荷载也将增大。
在竖向荷载作用下,基础产生碟形沉降,由于上部结构具有一定刚度,边柱沉降小,与基础紧密接触而加载;内柱沉降大,受到拉伸而卸载。
各楼层柱尤其是底层柱内力重分配的结果,势必将引起上部结构和基础内力的变化。
这一现象只有在共同作用分析中才能被适当考虑。
在高层框架结构基础设计时,基础宜柔不宜刚;若地基土为高压缩性,则基础宜刚;当采用桩基时,可考虑采用变刚度布桩的方式(如改变基础中部桩径或桩长、加密中部布桩),以调整地基或桩基的竖向支承刚度,使差异沉降减到最小,从而减小基础或承台的内力。
3.2 对高层建筑箱(筏)基础设计的建议对于高层建筑箱(筏)基础,在竖向力作用下基础弯曲,外力由上部结构和基础共同分担,二者按刚度进行分配。
(式中,eb、eg、jb、jg分别为上部结构和基础的弹性模量以及上部结构和基础的惯性矩)。
由上式可以看出,上部结构刚度ebjb与基础刚度egjg的相对大小会对上部结构及基础的内力产生较大影响。
在上部结构刚度与地基条件不变的情况下,基础内力随其刚度增大而增大,相对挠曲随之减小,由此使得上部结构中的次应力也随之减小。
为了分担上部结构的力矩,尤其当上部结构是柔性结构时,有时故意把板做厚,增加基础刚度,利用的就是此原理。
高层建筑箱(筏)基础设计时,考虑上部结构参与工作有利于降低箱基的整体弯曲应力。
若上部结构为框架结构,箱基底板配筋应力采用规范中的方法进行计算与实际存在一定的差别,其值偏小,说明按常规设计方法会造成材料强度的浪费。
建议采用共同工作整体分析进行计算,这样算得的整体弯曲箱基底板钢筋应力才比较符合实际;另外,共同作用使得上部结构下面几层边柱(墙)出现较大内力,采用常规设计方法时应提高边柱(边墙)的内力。
3.3 对高层建筑桩箱(筏)基础设计的建议对于高层建筑桩箱(筏)基础,共同作用分析结果表明:由于桩的存在,不但使得箱(筏)基整体内力明显下降,而且底板的基底土反力也会大大减小,箱(筏)基的沉降也明显减小。
一般情况下,上部荷载满布,常规设计桩顶反力分布通常是角桩反力最大,边桩次之,内部桩最小。
另外,共同作用也会使得上部结构的下面几层边柱(墙)产生较大的次应力。
高层建筑桩箱(筏)基础设计时,可采用变刚度布桩的方式,调整桩基的竖向支承刚度,从而调整桩顶反力分布;若考虑利用桩间土分担上部荷载,充分发挥箱(筏)底桩间土的承载力,可适当增加基础中部桩的间距;另外,若上部结构为剪力墙,则桩宜沿剪力墙轴线布置,这样与满堂布桩相比可以大大减小底板的厚度。
4 结语4.1 高层建筑基础选型要考虑上部结构特性、持力层的情况、所穿越土层的情况、周围环境因素,采用桩基础时还要考虑桩的尺寸限制,以及最终起决定因素的性价比和工期等诸多因素。
4.2 用常规设计方法简化计算时有其适用范围,对地基沉降较敏感的结构以及对于软弱地基上的条形基础计算结果与实际不同,设计时当重视;另外,共同作用分析方法虽有其优越性,但也不是完美无缺。
参考文献1 gb50007-2002,建筑地基基础设计规范[s].2 侍倩.高层建筑结构[m].北京:化学工业出版社,2005.3 顾晓鲁.钱鸿缙.刘惠珊.汪时敏.地基与基础(第三版)[m].北京:中国建筑工业出版社,2003.注:文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。